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1、農田溫室氣體凈排放探究進展摘要農業(yè)是溫室氣體排放的主要排放源之一，農業(yè)溫室氣體減排對全球溫室氣體排放具有重要貢獻，研究農田溫室氣體凈排放潛力亦具有重要現(xiàn)實意義。本文闡述了農田溫室氣體凈排放的涵義，并歸納總結了耕作方式、施肥、水分管理、間套作等農業(yè)措施對農田土壤有機碳（SOC）含量、農田土壤N20和CH4、農田生產物資的使用所造成的溫室氣體（主要為C02、N20和CH4）排放的影響，結果表明：保護性耕作總體能提高表層SOC含量，減少CH4排放，但減少農田土壤N20排放的研究尚存在一定的爭議，耕作方式亦影響投入，從而影響溫室氣體的排放；施肥
2、（特別是配施）能提高SOC含量。施氮肥越多，N20排放量越大，而CH4主要受有機物料的影響較大;水分對減少N20和CH4排放有相反作用，需綜合進行平衡管理；不同的作物品種、間套作模式或促進或減少溫室氣體排放。此外，本文指出了國外在該領域的研究注重從系統(tǒng)角度考慮農田溫室氣體排放，而國內的研究則非常少，提出我國農田溫室氣體凈排放可作為未來研究的一個重點，并對未來研究內容進行了初步歸納總結。關鍵詞農田；溫室氣體；凈排放；影響因素中圖分類號X22文獻標識碼A文章編號1002-2104(2011)08-0087-08doi：10.3969/j.i
3、ssn.1002-2104.2011.0&014進入工業(yè)革命以來，大氣中C02濃度在不斷升高，全世界大多數(shù)科學家已一致認為，不斷增長的C02濃度正導致全球溫度上升，并可能帶來持續(xù)的負面影響［1］。地表和大氣之間的反饋對氣候變化起著至關重要的作用，而農業(yè)生產過程不僅改變了地表環(huán)境，而且改變了大氣、土壤和生物之間的物質循環(huán)、能量流動和信息交換的強度，因此帶來了一系列環(huán)境問題，如土地沙化退化、水土流失、溫室氣體排放增強等。近十多年來，溫室氣體排放增加引起的全球氣候變暖成為人們普遍關注的焦點，而農業(yè)則是C02、CH4和N20這三種溫室氣體的主要
4、排放源之一［2］。據(jù)估計，農業(yè)溫室氣體占全球總溫室氣體排放的13.5%,與交通(13.1%)所導致溫室氣體排放相當［3］。因此，農田溫室氣體排放相關研究已成為目前國際研究熱點之一。1農田溫室氣體凈排放的涵義農田是溫室氣體的排放源，但同時也具有固碳作用，研究農田溫室氣體排放的重點之一就是從“凈排放”的角度綜合考慮其"固”與“排”的平衡。如圖1所示，在農田生態(tài)系統(tǒng)中，作物通過光合作用吸收大氣中的C02,而根和秸稈還田后分解轉化成較穩(wěn)定的有機碳(S0C),將C02固定在土壤中。因此，S0C是農田生態(tài)系統(tǒng)的唯一的碳庫。S0C的形成和土壤呼吸是一
5、個同時進行的過程，采用黑箱的理論方法可得出，農田土壤固碳和土壤呼吸的共同作用最終體現(xiàn)為SOC變化量（dSOC）。農田土壤能排放C02、N20和CH4,其中C02排放來自秸稈分解及土壤呼吸，已包含于dSOC中，故不再重復計算[4],而CH4則是由有機碳通過一系列反應后轉化而成，從土壤釋放到大氣中后其增溫效應比C02強，則須加以考慮。農田生產物資（柴油、化肥、農藥等）的使用所造成的溫室氣體（主要為C02、N20和CH4）排放亦需加以考慮。綜上所述，農田溫室氣體凈排放計算組成因素為dSOC、農田土壤N20和CH4的排放、農田生產物資的使用所造
6、成的溫室氣體（主要為C02、N20和CH4）排放，影響以上組成因素的農業(yè)措施主要有耕作方式、施肥、水分管理、作物品種、輪作及間套作等。當土壤固定的碳（C02-eq）大于農田土壤N20和CH4、農田生產物資的使用所造成的之則為碳源。2農田溫室氣體凈排放的主要影響因素農業(yè)生產過程中采用的農業(yè)措施（如耕作、施肥、灌溉等）影響著SOC含量、農田土壤溫室氣體排放及物資投入量,從而影響了農田溫室氣體凈排放結果。因此，了解其主要的影響因素具有一定的現(xiàn)實指導意義，具體如下。黃堅雄等：農田溫室氣體凈排放研究進展中國人口•；資源與環(huán)境2011年第
7、8期2.1耕作方式2.1.1耕作方式對農田土壤有機碳含量的影響目前，國內外學者基本一致認為，與傳統(tǒng)翻耕相比，以少免耕和秸稈還田為主要特征的保護性耕作能主要提高0-10cm土層S0C含量[5T0],而對深層S0C含量影響不大[ll-12]o據(jù)估計，全世界平均每公頃耕地每年釋放C素為75.34t[13],而保護性耕作則相對減少了對土壤的擾動，是減少碳損失的途徑之一。在美國，Kisselle等和Johnson等的研究表明，與傳統(tǒng)耕作相比，以少免耕和秸稈還田為主要特征的保護性耕作提高了土壤碳含量[5-6],美國能源部門的CSiTE(Carbon
8、SequestrationinTerrestrialEcosystems)研究協(xié)會收集了76個的農業(yè)土壤碳固定的長期定位試驗的數(shù)據(jù)進行分析，結果表明從傳統(tǒng)耕作轉變免耕，0-30cm的土壤平均每年固定337±
